[發明專利]水稻細胞分裂素氧化/脫氫酶基因OsCKX4的編碼序列及其應用

在審

• 申請號: 201711149105.3
• 申請日: 2017-11-18
• 公開（公告）號: CN108004255A
• 公開（公告）日: 2018-05-08
• 發明（設計）人: 明鳳;毛嬋娟;何建美;丁佳琳;呂波;張彬
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: C12N15/53
• 分類號: C12N15/53;C12N9/06;C12N15/11;C12Q1/6858;C12Q1/6851;C12Q1/6895;A01H5/00;A01H6/46
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;陸尤

本發明屬于基因工程技術領域，具體涉及一種在水稻中表達的屬于細胞分裂素氧化/脫氫酶基因（記為OsCKX4）的編碼序列及其應用。具體包括基因OsCKX4的克隆、OsCKX4基因器官表達模式，不同激素、不同脅迫處理后OsCKX4的表達量的變化。本發明還公開了基因OsCKX4的Tilling突變體的測序鑒定，可以影響水稻的根的生長以及產量。該基因OsCKX4可用于植物品種改良。

技術領域

本發明屬于基因工程技術領域，具體涉及在水稻中表達的細胞分裂素氧化/脫氫酶基因OsCKX4的編碼序列及其應用。具體包括：細胞分裂素氧化/脫氫酶基因OsCKX4基因的核苷酸編碼序列的克隆，對水稻此基因內源的不同器官、組織的空間表達模式，干旱、高鹽脅迫以及植物激素處理后的表達模式變化進行分析鑒定，以及OsCKX4 tilling突變體的檢測以及根長和產量分析。

背景技術

細胞分裂素（Cytokinin，CK）是一類含有腺嘌呤環結構且在N6位置上的H被其他基團取代的植物激素。它可分為兩大類：天然的細胞分裂素和人工合成的細胞分裂素。其中，天然的細胞分裂素包括游離態的細胞分裂素（如玉米素、玉米素核苷、二氫玉米素、異戊烯基腺嘌呤等）（Kakimoto, 2003）和結合態的細胞分裂素（異戊烯基腺苷、甲硫基異戊烯基腺苷、甲硫基玉米素等）（Letham et al., 1983）。人工合成的細胞分裂素有激動素、6-芐基腺嘌呤和四氫吡喃芐基腺嘌呤等。有的化學物質的結構雖然不具有腺嘌呤結構，但仍有細胞分裂素的生理作用，如二苯脲（Letham and Zhang, 1989; Lichtenthaler 1999）。細胞分裂素主要存在于細胞分裂旺盛的植幼嫩組織中，如根尖莖尖、幼苗、果實及未成熟的種子等。在植物的生長發育過程中，有著十分重要的調節作用。它可促進愈傷組織的細胞增殖和芽的形成等；還可延緩葉片的衰老，促進側芽的生長，抑制根部細胞延伸，還可以調節其代謝基因以及其它功能基因的表達。

在植物體內的細胞分裂素需要維持在一定的動態平衡，才能保證植株正常的生長發育。細胞分裂素的降解是由細胞分裂素氧化/脫氫酶（Cytokinin oxidase/dehydrogenase, CKX)催化的。首個CKX基因是在玉米中被克隆的，發現它們與玉米粒早期發育的形成過程有關（Massonneau et al., 2004）。擬南芥中有7個CKX基因，35S:AtCKX1轉基因擬南芥株系中的根的分生區活性增強（Werner et al., 2003）。在水稻中有11個CKX基因，其中已有功能報道的CKX基因是OsCKX2和OsCKX4。OsCKX2(Gn1a)表達下降時，會導致細胞分裂素累積在花序分生組織中，增加繁殖器官的數目，穗粒數增加，最終可以提高水稻的產量，因此OsCKX2也稱每穗實粒數基因（Ashikari et al., 2005）。而當OsCKX4過表達時，會導致水稻冠根的數目增多，根的長度變長；且通過介導生長素和細胞分裂素的信號通路，調節水稻根的發育（Gao et al., 2014）。